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沿流线集成并提取粒子统计

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给定计算的稳态流场，通常希望计算域内流体的停留时间分布函数，以及与时间分布有关的其他统计数据域。本文解决了这种情况。

建模笔记

该示例在稳态层流场的上下文中表示，表示通过小型设备的流动，如下图所示。在域的一侧定义了一个流体入口，具有抛物线速度，另一侧定义了均匀的压力出口。这层流使用界面，并将模型作为固定问题解决。

通过设备计算的稳态层流场。

从具有稳态流解决方案的模型开始，添加一个粒子跟踪流体流动界面。在设置中，指定使用无质量颗粒的配方，并指定存储粒子状态数据。在粒子特性，指定粒子速度为流场成分，紫外线，这等同于定义跟踪流线的计算粒子。

设置粒子跟踪流体流动界面。使用无质量的配方。粒子状态数据存储。

粒子特性设置。粒子速度是流体速度。

一个进口条件定义在与流体入口相同的边界上，并以零时间释放粒子。沿该边界的颗粒的分布与流体速度成正比，因为有更多的流体粒子穿过域，其中进气速更高。

粒子的设置进口健康）状况。

随着计算粒子沿该流线移动，辅助因变量用于监视每个粒子穿过域并进入出口边界时的时间。如下面的屏幕快照所示，辅助因变量定义T_粒子，有时间。通过整合源术语，r = 1，相对于时间，此变量将在粒子通过域追踪时跟踪时间。一旦粒子到达出口，该变量就会冷冻到退出时间。一个粒子计数器还可以在边界上应用特征，以监视粒子离开建模域时的统计数据。

一个辅助因变量在每个粒子上定义。

单独的研究用于计算粒子路径并使用第一项研究的结果。输出时间指定跟踪粒子的时间，以及保存多少个输出时间步骤。颗粒遍历建模域需要多长时间，因此必须研究最大时间。中间输出时间步骤，在开始时间和结束时间之间，只有在需要可视化停留时间的情况下才需要保存。

第二项研究的设置，该研究计算粒子路径。

结果提取

要可视化停留时间，请添加一个粒子轨迹使用粒子时间变量绘制并为其着色。随着节省更多的输出时间步骤，该图将看起来更平滑。如果不需要此图，则仅保存开始和结束时间作为输出时间。

流线的可视化，由停留时间变量颜色。

也可以绘制尚未离开建模域的那些粒子。这些颗粒遵循非常接近壁的流线，速度接近零，从而导致捕获效果。可以通过在墙壁附近的网格完善来减少这一点，尽管由于解决流体流量问题的计算成本增加，但这并不总是可取的。实际上，也会存在一些扩散，但是使用无质量粒子追踪公式时，这将被忽略。一种方法是将这些剩余粒子从结果中滤除，然后粒子计数器功能创建一个逻辑变量，在每个粒子上定义，fpt.pcnt1.rl，如果粒子到达插座，这是正确的。

在仿真时间结束时剩余的计算域内的那些粒子的可视化。

要绘制停留时间分配函数，请使用直方图情节类型，并绘制辅助因变量粒子时间或粒子状态停止时间。使用价值之和输出的归一化。要绘制累积分布，请使用相同的类型直方图情节，与顶峰正常化，与累积启用选项。最后存储的情节。这筛选子节点添加到直方图图以过滤到粒子计数器逻辑表达式。

直方图停留时间分布功能的绘图设置。

直方图累积分布函数的绘图设置。

停留时间分布图（左）和累积分布（右）。

要计算平均停留时间，请通过非本地耦合操作员通过结果>派生值>全球评估。表达方式fpt.fptop1（fpt.pcnt1.rl*t_particle）/fpt.fptop1（fpt.pcnt1.rl）将在所有离开建模域的粒子上平均停留时间变量。这里，fpt.fptop1是一个预定义的操作员，用于计算所有颗粒上的总和。可以使用相同的操作员来计算方差以及构建其他指标。

带有此示例的补充模型文件可用。